石墨烯復(fù)合材料的可控制備及其電容性能的研究.pdf

1、本論文主要合成了不同的超級(jí)電容器活性電極材料，包括石墨烯/金屬氧化物和石墨烯/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。此外，利用掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)復(fù)合材料的形貌進(jìn)行了觀(guān)察，同時(shí)結(jié)合傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、X-射線(xiàn)光電子能譜（XPS）、粉末X-射線(xiàn)衍射（XRD）和紫外-可見(jiàn)（UV-Vis）吸收光譜等對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和組成成分進(jìn)行了表征，并研究了這些材料的電化學(xué)性能。論文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.通過(guò)靜電自組裝法，制備得到不同形貌的功

2、能化石墨烯/二氧化錳復(fù)合材料，并詳細(xì)討論了其形成機(jī)理。從掃描電鏡圖可以看到，不同形貌納米結(jié)構(gòu)的二氧化錳均勻地分布在石墨烯的表面。此外，制備得到的石墨烯/二氧化錳復(fù)合材料可用作超級(jí)電容器的電極材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在電流密度為1.0 A·g-1的條件下，相比于石墨烯/二氧化錳（納米線(xiàn)狀)復(fù)合物（比電容值為318 F·g-1），石墨烯/二氧化錳（花狀納米球)復(fù)合物（比電容值為405 F·g-1）表現(xiàn)出更好的電容性能。石墨烯和二氧化錳的協(xié)同效應(yīng)

3、賦予了復(fù)合材料高比電容的電化學(xué)性能。此外，石墨烯/二氧化錳（花狀納米球)復(fù)合物表現(xiàn)出了快速充/放電性能和持久的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　2.通過(guò)一步水熱法成功制備不同形貌的石墨烯/聚苯胺納米復(fù)合物。在超聲的輔助下，調(diào)整苯胺單體的用量可得到由納米線(xiàn)狀到納米錐狀不同形貌的聚苯胺。通過(guò)結(jié)合石墨烯的高導(dǎo)電性和聚苯胺的贗電容性的優(yōu)點(diǎn)，制得不同形貌的石墨烯/聚苯胺納米復(fù)合物，并且可作為超級(jí)電容器電極材料應(yīng)用的一個(gè)例子。循環(huán)伏安法和恒電流充/放電測(cè)試表

4、明該石墨烯/聚苯胺材料有著優(yōu)異的電化學(xué)性能。石墨烯/聚苯胺納米線(xiàn)狀復(fù)合物展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，在2 mV·s-1的掃速下，其比電容值高達(dá)957.1 F·g-1。除此之外，在1.0 A·g-1的電流密度下，石墨烯/聚苯胺納米線(xiàn)狀復(fù)合物表現(xiàn)出更優(yōu)的電化學(xué)性能，其比電容值為724.6 F·g-1，而石墨烯/聚苯胺納米錐狀復(fù)合物的比電容值則為602.5 F·g-1。石墨烯/聚苯胺納米線(xiàn)狀復(fù)合物在恒電流充/放電1000圈之后，比電容仍能保持初始